Online-Monitoring von toxischen Stoffen

Vor dem Hintergrund der sehr niedrigen Arbeitsplatzgrenzwerte für hochtoxische Stoffe sind periodisch durchgeführte Arbeitsplatzanalysen wenig hilfreich, da sie nur Durchschnittsexpositionen über einen bestimmten Zeitraum zu einem festgelegten Zeitpunkt liefern. Kurzzeitexpositionen von nur wenigen Minuten Dauer werden durch die Mittelung jedoch nicht adäquat erfasst. Mit Hilfe des Online-Monitoring können jedoch auch diese sicher ermittelt werden.

Die kontinuierliche Überwachung der Umgebungsluft in Produktionsanlagen mittels Anreicherung und Gaschromatographie ist seit Jahren Bestandteil des Sicherheitskonzeptes zahlreicher Firmen. Die Überwachung der gefährdeten Anlagenbereiche ist dabei nahezu lückenlos. Bis zu 15 Messstellen in bis zu 150 m Entfernung können beprobt und analysiert werden. Die einzelnen Messstellen können vom Anwender nach Bedarf gewichtet werden, d. h. die Messsequenz ist frei wählbar. Bei einer Analysenzeit von drei Minuten beim Dimethylsulfat werden ca. 180 000 Einzelmessungen pro Jahr absolviert. Die im Analysator integrierte Kalibriereinheit und die Autofunktionskontrolle gewähren einen sicheren und reibungslosen Dauerbetrieb. Optional können mit diesem Monitor auch Produkte, die durch Umsetzung mit einer gesundheitsgefährdenden Substanz entstanden sind, sowohl qualitativ als auch quantitativ auf den Verbleib derselben untersucht werden.

Kernstück der Raumluft-Monitore ist ein Gaschromatograph mit Anreicherungsstrecke. Zwei Pumpen ziehen durch die Messgasleitungen von sämtlichen Probenahmestellen kontinuierlich Raumluft an. Dabei wird die Luft aus dem Bereich der angewählten Messstrecke durch das Mehrwegeventil über die mit Adsorbens gefüllte Anreicherungsstrecke geleitet. Nach thermischer Desorption werden die angereicherten Verbindungen gaschromatographisch getrennt und detektiert. Es stehen verschiedene Detektoren und Kombinationen von Detektoren zur Auswahl: PID für ungesättigte Verbindungen wie Benzol, Toluol, Benzylchlorid, Chlorbenzol, Ethylbenzol, Xylole, Acrylnitril, Acrylate oder Ethylenoxid, ECD generell für halogenierte Verbindungen wie BCME, Epichlorhydrin, Alkylhalogenide oder Vinylchlorid, FID für Kohlenwasserstoffe aller Art, FPD als elementespezifischer Detektor beispielsweise für Schwefel und Zinn. Die Optimierung der chromatographischen Parameter und die Auswahl selektiver Detektoren oder Kombinationen daraus, ergeben einen Analysator frei von störenden Querempfindlichkeitseinflüssen, d. h. Fehlalarme treten nicht auf. Die Software errechnet aus den Chromatogrammen die Stoff-Konzentrationen und steuert alle Funktionen des GC-Monitors. Somit lässt sich der Analysator sowohl zum Monitoring von nur einer Substanz in der Produktionsumgebung als auch als Multikomponentenanalysator einsetzen. Diese Flexibilität genügt auch den Erfordernissen von Multipurposeanlagen mit einer Vielzahl von unterschiedlichen Stoffen. Insgesamt wurden bislang mehr als 50 Methoden für Einzelstoffe oder Stoffgruppen entwickelt, mit Grenzwerten im unteren ppb- bis in den ppm-Bereich.

Die Methode ist grundsätzlich auf alle Substanzen mit einem Dampfdruck größer als 0,000001 mbar anwendbar.

E cav 221

Dimethylsulfat ist trotz seiner Toxizität als Methylierungsmittel weit verbreitet, da im Vergleich zur Alternative Methylchlorid in drucklosen Apparaten gearbeitet werden kann. Der Grenzwert für diese Substanz beträgt aktuell 20 ppb für Dimethylsulfat-produzierende Anlagen und 30 ppb für Dimethylsulfatverbraucher. Eine Reduzierung des Grenzwertes auf 1 ppb wird aufgrund toxikologischer Erkenntnisse erwogen.

Bis(chlormethyl)ether, BCME, wird in Chlormethylierungsreaktionen eingesetzt. Auch bei Verwendung von Gemischen aus Formaldehyd und Chlorwasserstoff entstehen spontan Bis(chlormethyl)ether und Monochlormethylether. Der Arbeitsplatzgrenzwert für BCME beträgt 1 ppb. Beiden Substanzen, wie auch vielen anderen Substanzen, die im sub-ppm-Bereich erfasst werden müssen, ist gemein, dass sie von der Nase als empfindlichem Detektor nicht wahrgenommen werden.